Спосіб керування тепловим режимом обігріву рідкого чавуну в міксері

Спосіб керування тепловим режимом обігріву рідкого чавуну в міксері, що включає подавання газоподібного палива й повітря під кутом до горизонтальної осі через бічні пальники міксера, спалювання палива, контроль витрати й тиску газоподібного палива й повітря відповідно до заданих технологічних параметрів, контроль температури чавун у, який відрізняється тим, що те хнологічні параметри задають на підставі теплового балансу міксера, подавання газоподібного палива й повітря ведуть під кутом 14-17°, паливо спалюють із коефіцієнтом витрати повітря α, що дорівнює 1,051,10 для підтримки температури чавуну в міксері 1250-1300 °С, при цьому в процесі подавання газоподібного палива й повітря здійснюють безперервне вимірювання технологічних параметрів і при відхиленні вимірюваних те хнологічних параметрів від заданих здійснюють коректування витрати подаваного газоподібного палива й повітря за наступними залежностями: 2 Корисна модель відноситься до чорної металургії й може бути використана для керування тепловим режимом обігріву рідкого чавун у в міксері. У міксері чавун, що надходить із доменних печей, усереднюється по складу й вирівнюється по температурі до 1250-1300°С, надходить у сталеплавильні агрегати, як основна частина шихтових матеріалів для виплавляння сталі, при цьому паливо подається для компенсації втрат тепла мік 3 35552 сером і спалюється з коефіцієнтом витрати повітря a , рівним 1,15...1,20. Відомий спосіб нагрівання міксера коксовим газом, що включає примусову подачу вентиляторного повітря через пальники, що установлені в бокових стінках міксера під кутом 20° до горизонтальної осі, регулювання витрат тазу й повітря, яке здійснюється вручну запірними кранами [Смоляренко Д.А., Ефанов Н.И. Мартеновские цеха с печами большой емкости. «Металлургиздат», М. 1960, 354с.]. Недоліками даного способу є підвищена витрата повітря для горіння газу, що приводить до збільшення продуктів горіння на одиницю палива, зниження температури в робочому просторі міксера й, як наслідок, зниження температури чавун у, що у свою чергу збільшує тривалість плавки сталеплавильного агрегату. Крім того, відсутнє регулювання співвідношення газ-повітря приводить до незадовільного спалювання и перевитрати палива. Подавання газу під кутом 20° до горизонтальної осі приводить до підвищеного вибивання продуктів горіння з отворів міксера (заливального вікна й носика міксера), особливо в процесі наповнення міксера чавуном, що приводить до перевитрати палива. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, є спосіб керування тепловим режимом обігріву рідкого чавуну в міксері, опалювального природним газом, що включає подавання газоподібного палива й повітря під кутом 20° до горизонтальної осі через бічні пальники міксера, спалювання палива з коефіцієнтом витрати повітря а, рівним 1,15-1,20, контроль витрати й тиску газоподібного палива й повітря відповідно до заданих технологічних параметрів, контроль температури чавуну й маси чавун у, що зливається [Глинков Г.М. и др. Проектирование системы контроля и автоматического регулирования металлургических процессов. «Металлургия», М. 1970, с.283289]. Ознаки найбільш близького аналога, які збігаються з суттєвими ознаками пропонованої корисної моделі: подавання газоподібного палива й повітря під кутом до горизонтальної осі через бічні пальники міксера; спалювання палива; контроль витрати й тиску газоподібного палива й повітря відповідно до заданих технологічних параметрів; контроль температури чавуну. Відомий спосіб не забезпечує досягнення необхідного технічного результату по наступних причинах. У процесі підігріву рідкого чавуну в міксері підтримувати оптимальне співвідношення витрат газоподібного палива й повітря не представляється можливим, оскільки не враховуються технологічні параметри в режимі реального часу. Спалювання палива з коефіцієнтом витрати повітря a , рівним 1,15-1,20 приводить до надлишкової витрати повітря для повного спалювання газоподібного палива в робочому просторі міксера. Це приводить до зниження температури продуктів горіння й, як наслідок. температури чавуну, збільшуючи витрату палива для підігріву чавун у в міксері й у сталеплавильних агрегатах, що використовують даний ча 4 вун, як; шихту, а також до високої кількості шкідливих викидів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу керування тепловим режимом обігріву рідкого чавуну в міксері, у якому за рахунок підтримки оптимального співвідношення витрат газоподібного палива й повітря забезпечується підтримка необхідної температури чавуну при зниженні витрати палива для його підігріву в міксері, а також зменшення кількості шкідливих викидів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі керування тепловим режимом обігріву рідкого чавуну в міксері, що включає подавання газоподібного палива й повітря під кутом до горизонтальної осі через бічні пальники міксера, спалювання палива, контроль виграти й тиску газоподібного палива й повітря відповідно до заданих технологічних параметрів, контроль температури чавун у, згідно корисної моделі технологічні параметри задають на підставі теплового балансу міксера, подавання газоподібного палива й повітря ведуть під кутом 14-17° паливо спалюють із коефіцієнтом витрати повітря a , рівним 1,05-1,10 для підтримки температури чавун у в міксері 12501300°С, при цьому в процесі подавання газоподібного палива й повітря здійснюють безперервне вимірювання технологічних параметрів, і при відхиленні вимірюваних те хнологічних параметрів від заданих здійснюють коректування витрати подаваного газоподібного палива й повітря по наступних залежностях: SQ пот - Dm × D i Vг = , æQ p + V i öh ç н ¶ yx ÷ киm è ø де Vг - витрата газоподібного палива, м 3/год.; 4 tкг - tв æT ö × Fкл + 5,75ç печ ÷ Fft ç ÷ S 1 100 ø è ål + 1 a втрати тепла футеровкою і через відкриті отвори в міксері, Вт; tкл і tв - температура внутрішньої поверхні кладки й навколишнього повітря, °С; å Qпоm = S 2 ål - сума теплових опорів шарів кладки, м °С/Вт; S - товщина відповідного шару кладки, м; l - коефіцієнт теплопровідності шару, Вт/(м°С); a1 - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні кладки, Вт(м 2°С); Fкл - зовнішня поверхня кладки, м~; Тпеч - температура продуктів горіння, що йдуть із міксера, °С; F - площа відкритих отворів (вікон і носика), м 2; f - коефіцієнт діафрагмування отворів; t - частка часу відкритих отворів, год; D m - різниця маси чавуну між залишковою в міксері й поповнюваної, кг; D і - різниця ентальпії чавуну між залишковим в міксері й поповнюваним, кДж/кг; 5 35552 Q з - теплота згоряння газоподібного палива, н 3 кДж/м ; Vq - кількість продуктів горіння, м 3/м 3; іух - ентальпія продуктів горіння, що йдуть із міксера, Дж/м 3; hкиm - коефіцієнт використання тепла палива міксера, Vв = Vг Lв, де Vв - ви трата повітря, м 3/год; Lв - дійсна кількість повітря, M3/M3. При використання пропонованого способу для підтримання співвідношення газ-повітря в схему контролю тепловим режимом обігріву рідкого чавун у в міксері встановлюють контур регулювання, що містить датчики витрат газу і повітря, мікропроцесорний програмуючий контролер виконавчих механізмів, які регулюють ви трати газу і повітря. Приклад, Спосіб керування тепловим режимом обігріву рідкого чавуну здійснювали в міксері ємністю 600 т, що обігрівається природним газом, Попередньо розраховували тепловий баланс міксера. S Q прих Приймали, що прихід тепла в міксер ( ) відбувається за рахунок залишкового чавуну (Q ост) і його поповнення(Qпоп), що надходить щодоби з доменної печі й обігріву міксера паливом (Qтоп), тоді: S Q прих (1) +Qост+Qпоп+Qтоп Витрату тепла визначали втратами тепла (Qпот ) футеровкою міксера теплопровідністю (qтеп) й випромінюванням (qизл) через відкриті кришку для заливання чавуну й носик для зливу чавуну й продуктами горіння, що йдуть із міксера (qух): SQ пот =q +q +q (2) теп изл ух У свою чергу р S Qприх =m ост ∙і ост +m поп∙i поп+Vг∙Q н+Vг∙Vq ∙і ух Вт, де m ост й m поп - маса чавуну залишкова й поповнювана, кг; іост і іпоп. - ентальпія чавуну залишкова й поповнювана, кДж/кг; Vг - витрата газ у, м 3/год; Qрн - теплота згоряння газу, кДж/м 3; Vq - кількість продуктів горіння, м 3/м 3; іух - ентальпія продуктів горіння, що йдуть з міксеру, Дж/м 3, å Qпот = 4 t кл - tв æT ö × F + 5,75ç печ ÷ F ft, Вт ç ÷ S 1 кл 100 ø è S + 1 l a (3) На підставі теплового балансу ( S Qприх = S Qпот ) визначеній витрату природного газу, що подається на обігрів міксера (Vг) по пропонованій залежності: 6 SQ пот - D m × D i м 3/год (4) æ Qр + V × i ö h ç н ÷ кит q yx è ø де Dm - різниця маси чавуну між залишковою в міксері й поповнюваної, кг; Di - різниця ентальпії чавун у між залишковим в міксері й поповнюваним, кДж/кг. Dm і Di через малу величину можна зневажити. Витрату повітря для горіння визначали по пропонованій залежності: Vв = VГLв , м 3/год (5) Залишкова маса чавуну в міксері m ост й поповнювана маса чавуну m поп для міксера ємністю 600т рівні між собою (при температурі чавуну 1300°С):Qост=Qпоп . При спалюванні природного газу з Qрн =33649 кДж/м 3 кількість продуктів горіння і їх ентальпія складають відповідно Vq =11м 3/м 3, 2048,2кДж/м 3. На підставі даних одержали: Vг = hкит = 33649 - 11 × 2048 ,2 = 0,33 33649 Витрата природного газу, що подається на обігрів міксера при S Qпот =3,074∙106Вт склала: 3,074 × 106 3 = 165,8 м / год. (33649 + 11× 2048,2 )× 0,33 Витрата повітря для горіння склала: Vв=165,8∙10,0=1658м 3/год, де 10,0 - кількість повітря, яке необхідне для спалювання газу з a , рівним 1,10, м 3/м 3. Величина іух= С1300 ух∙t 1300 ух при температурі газів 1300°С узята за довідковим даними [Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали (расчеты). «Металлургиздат», М. 1960, 317с.] Vг = a= , , Vy x 11 i La=11 отримані за розрахунками горіння природного газу. Природний газ і повітря подавали під кутом 15° до горизонтальної осі через бічні пальники міксера. Подаваний газ спалювали з коефіцієнтом витрати повітря a , рівним 1,10 для підтримки температури чавун у в міксері 1250-1300°С. Безупинно вимірювали технологічні параметри (витрати і тиск газу й повітря, температуру й масу чавун у). Вимірювані технологічні параметри порівнювали із заданими за допомогою мікропроцесорного контролера н при відхиленні вимірюваних технологічних параметрів від заданих здійснювали коректування витрати подаваного газоподібного палива й повітря по пропонованих залежностях. Результати випробувань пропонованого й відомого способу-найближчого аналога наведені в таблиці. 7 35552 8 Таблиця Досвід Витрата природного повітря газу м 3/год Найближчий аналог Пропонований 195,0 165,8 Коефіцієнт Економія природно- Середня потужність витрати го газу шкідливих викидів, г/м 3 повітря a 2340.0 1658,0 м 3/год % NOх CO 1,20 1,10 29,20 15,32 5,50 4.30 2,50 0.01 NOX - окисли азоту, CO - окис вуглецю. З наведених даних видно, що в порівнянні з відомим способом витрати природного газу й повітря знизилися й, як наслідок, зменшилася кількість шкідливих викидів. Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601